(57)【要約】      （修正有）【課題】 ワイヤ送給装置の回転数は温度上昇とともに上昇するが、回転数の温度上昇を抑えるためにエンコーダを回転軸に取り付け回転数の変動を抑える方式はあったが、価格が高くつくのと壊れやすいという欠点があったため、エンコーダを使用しないで温度の上昇に関わらず回転数を一定に制御するワイヤ送給モータの制御回路を提供する。【解決手段】モータ電流を検出する手段４とモータ電流の値から温度上昇を計算する手段６と、温度上昇値からモータ回転数の上昇値を計算する手段７と、回転数の上昇を補正する回転数指令信号の補正値を計算する手段８を設け、モータの駆動回路に補正値を盛り込んだ指令信号を回転数の指令信号として与えている。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ送給装置の回転数制御回路において、前記ワイヤ送給装置のワイヤ送給モータの回転数が駆動回路に与えられる回転数指令信号で設定されるように構成し、前記ワイヤ送給装置のワイヤ送給モータに流れるモータ電流を検出する手段と、前記ワイヤ送給モータが回転している時間を計測する手段と、モータ電流の値から温度上昇を計算する手段と、温度上昇値から前記ワイヤ送給モータのモータ回転数の変動を計算する手段と、温度上昇による回転数の変動値を補正する回転数指令信号の補正値を計算する手段を設け、ワイヤ送給モータの駆動回路に回転数指令信号の補正値を盛り込んだ回転数指令信号を与えるようにしたワイヤ送給モータの制御回路。
【請求項２】
ワイヤ送給装置の回転数制御回路において、前記ワイヤ送給装置のワイヤ送給モータの回転数が駆動回路に与えられる回転数指令信号で設定されるように構成し、前記ワイヤ送給装置のワイヤ送給モータの内部、または金属製ケースの表面に温度を検出する手段を取り付け、前記温度上昇を検出する手段からの信号を受けて温度上昇を計算する手段と、温度上昇による回転数の変動値を補正する回転数指令信号の補正値を計算する手段を設け、ワイヤ送給モータの駆動回路に回転数指令信号の補正値を盛り込んだ回転数指令信号を与えるようにしたワイヤ送給モータの制御回路。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、アーク溶接機のワイヤ送給装置の制御方法に関するものである。特に温度上昇による回転数の変動を抑える制御回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にアーク溶接機のワイヤ送給装置のワイヤ送給モータは、界磁に永久磁石が用いられておりモータ自身の発熱により使用時間が長くなると回転数が大きく変化していた。従来例では回転数の温度上昇をなくすため非特許文献1の株式会社ダイヘン  商品カタログ「ダイナオートＸＷ500」に示されるようにエンコーダが採用されてきた。この方法は、エンコーダを用いてモータの回転数をフィードバックしモータし回転数の変動をなくす方法である。
【０００３】
図５に従来例のワイヤ送給モータの回転数の変動が起きる要因のタイムチャートに示す。モータの回転を開始してからワイヤ送給モータの温度は上昇する。この温度上昇に比例してモータの回転数も上昇する。実際のアーク溶接機においては、この回転数の上昇が大電流で長時間溶接を行う溶接の現場では溶接条件が変化することになるので問題になっていた。
【０００４】
エンコーダを使用していないワイヤ送給モータを使用した場合、溶接電流が時間と共に上昇し、長時間溶接する場合は、溶接条件が変わるという問題が発生していた。特に造船所などのアーク溶接現場では大電流で長時間連続して溶接する場合、開始時の溶接電流と終了時の溶接電流では１割近く溶接電流が上昇することがある。そのため、溶接の途中で溶接電流を再調整し対応していた。
【０００５】
従来のモータの回転軸にエンコーダを取り付ける方法は、価格が高いという問題があった。また、エンコーダがワイヤ送給モータのケースから突出しているので壊れやすい欠点を有していた。また、ほとんどのアーク溶接機に使用するワイヤ送給装置にはエンコーダも温度上昇を検出する手段もないので、溶接時間が長くなり温度上昇すると回転数がそれに伴って上昇していた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ダイヘン株式会社  商品カタログ「ダイナオートXW５００」
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
エンコーダを使用しないでワイヤ送給モータの回転数の温度変動を抑えることが本考案の解決すべき課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本考案では、ワイヤ送給モータの温度上昇を直接測定するか、モータ電流を検出する手段を設け、モータ電流の値から温度上昇を計算する手段を採用している。
【０００９】
温度上昇値が判れば、その温度上昇値から回転数がどれだけ上昇したかを割り出し、回転数の上昇を抑えるためにどれだけ回転数指令信号の値を下げないといけないかを計算する手段を設けている。もし、ワイヤ送給モータが温度上昇し回転数が上昇したら、モータの駆動回路の回転数の指令信号に回転数を下げるような指令を与えている。
【考案の効果】
【００１０】
モータの回転数を一定にするためにエンコーダを使用していない。そのためワイヤ送給装置のモータを安くすることができる。ワイヤ送給モータにエンコーダを使用していないので衝撃が加わった時エンコーダが壊れることがない。
【００１１】
本考案のモータの回転数制御回路は、長時間溶接してもワイヤ送給モータの回転数が変動することがないので、溶接作業者は溶接条件が変わることを心配する必要がない。そのため、溶接作業の効率化につながる。  
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本考案の電流検出手段を用いたワイヤ送給装置のワイヤ送給モータの回転数制御回路
【図２】本考案の温度検出手段を用いたワイヤ送給装置のワイヤ送給モータの回転数制御回路
【図３】本考案のワイヤ送給モータの回転数を一定の保つためのプログラムのフローチャート
【図４】本考案のワイヤ送給モータの回転数の変動をなくす方法のタイムチャート
【図５】従来例のワイヤ送給モータの回転数の温度変動が起きる要因を示すタイムチャート
【考案を実施するための形態】
【００１３】
エンコーダを使用してワイヤ送給モータの回転数をフィードバックするのではなく、ワイヤ送給モータの温度上昇を直接測定するか、モータ電流の大きさを測定しモータの温度上昇を計算により求め、求められた温度上昇の値から回転数の変動分を計算し、この回転数の温度による変動分をなくす回転数指令信号の補正値を計算している。温度変動による回転数変動分の補正値を加えた回転数指令信号を回転数制御回路に加え回転数を一定に制御している。
【実施例】
【００１４】
図１は、本考案のワイヤ送給装置のワイヤ送給モータの回転数の制御回路を示すものである。前記Ａのワイヤ送給装置の中にあるＣのワイヤ送給モータに流れる4のモータ電流を検出する手段でモータに流れる電流をセンシングしている。同時に5の回転している時間を計測する手段でCのワイヤ送給モータが回転している時間を測定している。
【００１５】
電流値の２乗と回転している時間を掛け算した値がＣのワイヤ送給モータの発熱量である。この発熱量と温度上昇は、ほぼ比例すると考えられる。また、回転数は温度上昇に比例すると考えられる。ワイヤ送給モータの回転数の上昇は、7のモータ回転数の変動を計算する手段で回転数の変動求めている。7のモータ回転数の変動を計算する手段で求められた回転数の変動から8の回転数指令信号の補正値を計算する手段で温度上昇による回転数の変動を補正する回転数指令信号の補正値を計算している。回転数の温度による変動を抑えるため、ワイヤ送給モータの駆動回路に前記回転数指令信号の補正値を盛り込んだ回転数指令信号を３の加算器で与えるようにしている。
【００１６】
図３は、本考案のワイヤ送給モータの回転数を一定の保つためのプログラムのフローチャートである。ハードウェアでこの処理を行おうと、マイコンのプログラムのソフトウェアで処理しようがどちらでもかまわない。本考案のワイヤ送給モータの回転数の制御方法は、図３に示すようなアルゴリズムで信号の処理を行っている。すなわち、モータに流れる電流をセンシングすると同時に、回転している時間を測定し、流れている電流とその時間から発熱量を決めている。発生熱量が判れば温度上昇値を計算し、温度上昇値からワイヤ送給モータの回転数の変動を計算している。回転数の変動が判れば回転数の変動を抑えるための回転数指令信号の補正値を計算し、回転数指令信号の補正値を盛り込んだ回転数指令信号を与えるようにしている。
【００１７】
図２は、本考案の温度検出手段を用いたワイヤ送給装置のワイヤ送給モータの回転数制御回路を示している。図２の実施例では、電流検出する手段を用いないで９のワイヤ送給モータの温度を検出する手段で直接Ｃのワイヤ送給モータの温度を測定し、１０の温度上昇を計算する手段でワイヤ送給モータの温度を計算している。回転数の変動を補正する回転数指令信号の補正値を計算し、転数指令信号の補正値を盛り込んだ回転数指令信号を与える処理に関しては、図１の本考案のワイヤ送給装置のワイヤ送給モータの制御回路と同じである。
【００１８】
図４に本考案のワイヤ送給モータの回転数の変動をなくす方法のタイムチャートに示す。回転を開始してからワイヤ送給モータの温度は上昇するが、この回転数の上昇を抑えるように回転数の指令電圧に変動分に相当する指令信号の補正を加え、温度が上昇して回転数が上がれば指令電圧が回転数を下げるようにしている。したがって温度上昇しても回転数は変動しないようにしている。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
アーク溶接機のワイヤ送給装置に本考案のワイヤ送給モータの回転数の制御回路が利用される。特に造船所に使用されるアーク溶接機のワイヤ送給装置においては、一回の溶接時間が長いため、本考案の回転数制御回路は利用されるとその効果は大である。
【００２０】
また、本考案のモータの回転数制御方法は、永久磁石を使用しているモータに適用されると回転数の温度による変動をなくすことができる。したがって、すべての永久磁石を使用しているすべてのモータの回転数制御回路に採用される可能性がある。
【符号の説明】
【００２１】
A   ワイヤ送給装置
B  ワイヤ送給モータの回転数設定器
C  ワイヤ送給モータ
D  ワイヤ送給モータ回転数制御回路
1  ワイヤ送給モータ駆動用トランジスタ
２  駆動回路
３  加算器
４  モータ電流を検出する手段
５  ワイヤ送給モータが回転している時間を計測する手段
６  モータ電流の値から温度上昇を計算する手段
７  温度上昇による回転数の変動を計算する手段
８  回転数指令信号の補正値を計算する手段
９  ワイヤ送給モータの温度を検出する手段
１０  温度上昇を検出する手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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